INOVAÇÕES NA CONSTRUÇÃO E NO CONTROLO DE ATERROS DE ESTRADAS E DE CAMINHOS DE FERRO DE ALTA VELOCIDADE

Transcrição

1 INOVAÇÕES NA CONSTRUÇÃO E NO CONTROLO DE ATERROS DE ESTRADAS E DE CAMINHOS DE FERRO DE ALTA VELOCIDADE A. Gomes Correia Universidade do Minho Eduardo Fortunato - LNEC Universidade do Minho

2 APRESENTAÇÃO PARTE 1 INOVAÇÕES NA CONSTRUÇÃO Novos Materiais Novos Equipamentos INOVAÇÕES NO CONTROLO DE ATERROS Especificações Técnicas Controlo Pontual Controlo Contínuo PARTE 2 EXPERIÊNCIA NA MODERNIZAÇÃO DA LINHA DO NORTE Renovação da plataforma Controlo da compactação e análise da deformabilidade da subestrutura" Recomendações

3 INOVAÇÕES NA CONSTRUÇÃO Novos Materiais

4 MATERIAIS - AMBIENTE Materiais não tradicionais sub-produtos industriais escórias, cinzas, pneus, materiais de demolição...) materiais leves (por exemplo, argila expandida, γ = 6 kn/m 3 ) Tratamento e ou estabilização dos materiais: correcção granulométrica correcção com ligantes: cal, cimento, cal+cimento Geossintéticos Reciclagem in situ

5 EXPERIÊNCIA PARA AVALIAR A TRANSFERÊNCIA DE CARGAS DO ATERRO PARA AS ESTACAS Bobba, FHA, USA

6 INOVAÇÕES NA CONSTRUÇÃO Novos Equipamentos

7 DESENVOLVIMENTOS TECNOLÓGICOS Equipamentos de Compactação Equipamentos inteligentes que variam automaticamente os parâmetros de operação face à resposta da interacção rolo-terreno (já existem com regulação da frequência, da amplitude de vibração e da velocidade) Secções poligonais

8 COMPACTAÇÃO INTELIGENTE

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10 OPTIMIZAÇÃO DA COMPACTAÇÃO (Brandl,, 2004)

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12 INOVAÇÕES NO CONTROLO DE ATERROS Especificações Técnicas

13 LINHAS DE ALTA VELOCIDADE Problemas clássicos da mecânica dos solos e da dinâmica dos solos Grandes exigências em termos de assentamentos diferenciais Importância das vibrações: modelação deve incorporar, além do aterro também a fundação

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15 Especificações alemãs (DB, 1997, 1999) O assentamento residual para aterros sob vias sem balastro 0.06 m. Segundo Vogel (1993), o valor mais relevante é o do assentamento diferencial, traduzido como sendo 0.2 m numa extensão de 10 m na direcção longitudinal (1/500). Especificações Suecas

16 INOVAÇÕES NO CONTROLO DE ATERROS Controlo Pontual

17 NECESSIDADE DE PASSAR DE ESPECIFICAÇÕES EMPÍRICAS PARA ESPECIFICAÇÕES DE BASE MECANICISTA ESPECIFICAÇÕES DE BASE MECANICISTA (ORIENTADAS PARA PAÂMETROS MECÂNICOS) FACILITA AVALIAÇÃO QUANTITATIVA (necessárias para utilizar novas técnicas construtivas e novos materiais (alternativos/sub-produtos industriais) Especificações baseadas no desempenho são necessárias para controlo funcional e estrutural

18 CONTROLO PONTUAL SOLOS (garrafa de areia; método do balão; métodos radioactivos) ENROCAMENTOS e MISTURAS SOLO- ENROCAMENTO (macro, ensaios de placa) Penetrómetros SASW

19 CONTROLO PONTUAL PARÂMETROS ÍNDICE Met.. Radioactivo Tendência para ser abandonado por métodos dieléctricos Trident - T90 Percometer TDR

20 Controlo pontual: : LPT (ASTM, DIN, LCPC) Pression appliquée (kpa) Module de plaque (kpa) Module de plaque Valeur du cycle de rechargement (kpa) Déplacement moyen (mm) E = 1, 5Q D 2 appl δ ( 1 υ ) 2

21 CONTROLO PONTUAL ENSAIOS DINÂMICOS DE CARGA EM PLACA (LPW) Dynamic plate loading tests increase: simpler and faster than static PLT Different equipments: size, measurement principle, parameters determined, Different tests results (Flemming & Rogers, 1995, Gomes Correia et al, 2004) Soil stiffness gauge (Edil & Sawangsuriya, 2005)

22 ENSAIOS GEOFÍSICOS DE CAMPO Maior utilização dos ensaios geofísicos CH, DH SASW Piezocone sísmico Georadar Permitem: obter parâmetros comparáveis aos obtidos em ensaios de laboratório; controlo da construção; diagnóstico de patologias e seleccionar técnicas de reabilitação

23 Spectral-Analysis-of-Surface-Waves (SASW) (Nazarian, 2005) Seismic Portable Device Measured Dispersion Curve Range Used for Average Modulus Receiver B Receiver A Interpolated Measured Source

24 FWD versus LDW Ev2 (FWD, LDW) - CBRin situ (DCP) (Livneh & Goldberg, 2001) FWD LDW (3) (4) 300 E v 2 = 600 ln (1/1,41) 300 6,019 CBR 300 E v 2 = 600 ln (1/1,41) 300 4,0354 CBR German code: Ev2 LPT DISCORDÂNCIA DE RESULTADOS MOSTRANDO A NECESSIDADE DE UMA ABORDAGEM MECANICISTA (5) Es CBR = k m

25 MODULOS: COMPARAÇÃO SASW GEOGAUGE Von Quintus, 2005

26 MODULOS: DEPENDEM DA RELAÇÃO TENSÃO-DEFORMAÇÃO Comportamento não linear Níveis de tensão-deformação diferentes na fase de construção da fase de serviço Diferentes módulos na construção e em serviço E serviço E construção Construction phase E construção E serviço Design phase (serviceability state)

27 Módulos Valores de especificações??? (Chaddock & Brown, 1995); Zaghloul, 1997; Flemming, 2000; Nunn et al., 1997; GTR, 1997) Deformabilidade 50 MPa Formation (GTR, 1997) 50 to 65 MPa Formation (Flemming et al., 1998) 100 MPa Foundation (Flemming et al., 1998) 80 MPa Formation - FWD stress=200 kpa; D=450 mm (Chaddock & Brown, 1995) 45 MPa Ev2 DIN - Foundation 120 MPa Ev2 DIN Sub-base (light traffic) 150 MPa Ev2 DIN Sub-base (heavy traffic)

28 IMPORTÂNCIA DA HOMOGENEIDADE DOS PARÂMETROS DE COMPACTAÇÃO Minimizar os assentamentos diferenciais Não é suficiente exigir um grau de compactação mínimo, mas também se deve exigir um coeficiente de variação

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33 INOVAÇÕES NO CONTROLO DE ATERROS Controlo Contínuo

34 CONTROLO DE COMPACTAÇÃO CONTÍNUO Roller-integrated continuous compaction control (RICCC) Continuous control optimization is done during compaction (intelligent compaction) (Adam & Kopf, 2000) Less grain crushing benefits to mechanical properties Portancemeter (LCPC, France; Quibel,, 1998) Apply load actions under normalized conditions Uses separate external test equipment post-compaction control Rolling Dynamic Deflectometer (RDD) (Lee & Stokoe, 2005) SPECTRAL ANALYSIS OF SURFACE WAVES (SASW) Uses separate external test equipment post-compaction control

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39 CONTROLO PONTUAL/CONTÍNUO RETORNO DA ESPERIÊNCIA Brandl, 2004 CCC - Assentamentos inferiores a 0,1% (10 anos) em aterros de mais de 100m de altura Controlo tradicional (pontual) da ordem de 1%

40 Assentamentos em aterros (4 anos) Assentamentos em aterros (4 anos) (Veiga Pinto & Fortunato, 1999) (Controlo pontual)

41 CONSIDERAÇÕES FINAIS

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